トムソン問題

トムソン問題(トムソンもんだい、: Thomson problem) は、静電エネルギーが最小になるよう単位球面上に N 個の電子を配置する問題である(電子間力はクーロンの法則に従うものとする)。1904年、物理学者J. J. トムソンが、後年ブドウパンモデルと呼ばれる原子模型の発表後、「(電気的な)中性原子中には、負に帯電した電子が存在している」という知見を基に提出した[1]

この問題に関連して、最小エネルギー配置の幾何の研究や、N を大きくしたときの最小エネルギーの研究がある。

数学的定式化

トムソン問題は、数学者スティーヴン・スメイルによる18個の未解決問題の1つ — "2次元球面上の点の分布" — の特別な場合である[2]。冒頭述べたように単位球面( )の場合だけ考えればよい。

電気量 電気素量)の電子ペアがもつ静電エネルギーは、クーロンの法則より

ここで クーロン定数 は位置ベクトル で表した電子間距離。

であるとしても一般性は失わない。このとき、

N-電子配置のエネルギーの総和は、ペアごとの値を合算して次のように書ける。

大局的な の最小化配置は、大体において数値計算で得られる。

電子2個の場合のトムソン問題の解は、電子が原点を挟んで最も遠ざかったときが解となる:

既知の解

N=5までのトムソン問題の解を図示したもの

最小エネルギー配置が厳密に分かっているのはほんの限られた場合だけである。

  • N =1のとき:解は自明であり、電子は球面上のどこにあってもよい。このときのエネルギーは、電子が別の電場源からの影響を一切受けないことからゼロと定義することにする。
  • N =2のとき:2電子が対蹠点に位置するときが解。
  • N =3のとき:3電子が大円上の正三角形の頂点になるときが解[3]
  • N =4のとき:4電子が正四面体の頂点になるときが解。
  • N =5のとき:コンピュータを用いた数学的厳密解が2010年に報告された。5電子が双三角錐の頂点になるときが解[4]
  • N =6のとき:6電子が正八面体の頂点になるときが解[5]
  • N =12のとき:12電子が正二十面体の頂点になるときが解[6]

注目すべきことに、 N =4,6,12のときのトムソン問題の解は、全ての面が合同な正三角形であるプラトンの立体を形作っている。 N =8,20のときの数値計算による解は残り2つのプラトンの立体(面が正方形、正五角形)にはなっていない。

一般化

粒子間のポテンシャルが任意の形で与えられているときの基底状態を考えることもできる。数学的に正式に述べると、 f を実数値減少関数とし、全エネルギーを とする。

伝統的に (リースの -カーネル)を考えることが多い。可積分なリースカーネルについては文献[7]を参照のこと。また可積分でないリースカーネルについてはPoppy-seed bagel theoremが成り立っている[8]

有名なケースは

  • α  ∞ としたとき:「球面上の2点間の距離の最大値が最小となる配置を求める問題」と解釈する。Tammes problemとして知られている。
  • α = 1のとき:トムソン問題。
  • α = 0のとき: と解釈する。Whyte's problemとして知られている。

高次元空間での N 個の点の配置を考えることもできる。球デザインを参照。

他の自然科学の問題との関係

トムソン問題は、トムソンのブドウパンモデルにおいて一様に広がる正電荷がないものとすれば自然に導かれる[9]

『自然哲学の大部分は原子の構造及び機構が生み出しているのだから、原子に関する発見に取るに足らないものはないし、物理学の進歩を加速させないものもない。』
—J. J.トムソン卿[10]

実験によってトムソンのブドウパンモデルは原子の完全なモデルにはなり得ないことがわかったが、数値計算によるトムソン問題の変則的な解の中には、周期表上の一連の元素における自然な殻内電子配置と対応が見つかっているものもある[11]

トムソン問題はまた、電子バブルや、四重極イオントラップ内の金属液滴の表面配向といった他の物理モデルの研究でも有用である。

一般化されたトムソン問題は、例えばウイルスの球状殻を構成するタンパク質のサブユニット配置を決定するときに現れる。この場合の「粒子」とは殻上のサブユニットのことである。他の具体例として、コロイドソーム(colloidosome;薬物、栄養物、生細胞等、活性成分のカプセル封じとして提案されている)におけるコロイド粒子の均整な配置、炭素原子のフラーレン構造、原子価殻電子対反発則の理論等が挙げられる。低温状態で、巨大単極子を中心としたシェル構造超伝導金属が形成するとされるアブリコソフ-ボルテックスは、対数ポテンシャルによる長距離相互作用の例である。

現在までに知られている最良の結果

下記の表で、 は点(電荷)の個数、 はエネルギー、対称性の記述はシェーンフリース記号三次元の点群を参照)によるもの、また は点電荷の位置を表す。ほとんどの対称性のタイプにおいてベクトルの総和はゼロになり、従って電気双極子モーメントもゼロになる。

点集合の凸包による多面体も併せて考えることが慣習となっている。ここで、 は添字に等しい辺が集まる頂点の数、 は辺の数、 は三角形の面の数、 は四角形の面の数、 は隣接する2辺が成す角の最小値である。辺の長さは一定とは限らないことに注意。このため( N =4, 6, 12, 24を除いて) 凸包は表の最終列に記した一様多面体またはジョンソンの立体とはグラフ同型であるにとどまる[12]

N 対称性 対応する多面体
2 0.500000000 0 1 180.000° 二角形
3 1.732050808 0 3 1 120.000° 三角形
4 3.674234614 0 4 0 0 0 0 0 6 4 0 109.471° 四面体
5 6.474691495 0 2 3 0 0 0 0 9 6 0 90.000° 双三角錐
6 9.985281374 0 0 6 0 0 0 0 12 8 0 90.000° 八面体
7 14.452977414 0 0 5 2 0 0 0 15 10 0 72.000° 双五角錐
8 19.675287861 0 0 8 0 0 0 0 16 8 2 71.694° 反四角柱形
9 25.759986531 0 0 3 6 0 0 0 21 14 0 69.190° 三側錐三角柱
10 32.716949460 0 0 2 8 0 0 0 24 16 0 64.996° 双四角錐反柱
11 40.596450510 0.013219635 0 2 8 1 0 0 27 18 0 58.540° edge-contracted icosahedron
12 49.165253058 0 0 0 12 0 0 0 30 20 0 63.435° 正二十面体
13 58.853230612 0.008820367 0 1 10 2 0 0 33 22 0 52.317°
14 69.306363297 0 0 0 12 2 0 0 36 24 0 52.866° gyroelongated hexagonal dipyramid
15 80.670244114 0 0 0 12 3 0 0 39 26 0 49.225°
16 92.911655302 0 0 0 12 4 0 0 42 28 0 48.936°
17 106.050404829 0 0 0 12 5 0 0 45 30 0 50.108°
18 120.084467447 0 0 2 8 8 0 0 48 32 0 47.534°
19 135.089467557 0.000135163 0 0 14 5 0 0 50 32 1 44.910°
20 150.881568334 0 0 0 12 8 0 0 54 36 0 46.093°
21 167.641622399 0.001406124 0 1 10 10 0 0 57 38 0 44.321°
22 185.287536149 0 0 0 12 10 0 0 60 40 0 43.302°
23 203.930190663 0 0 0 12 11 0 0 63 42 0 41.481°
24 223.347074052 0 0 0 24 0 0 0 60 32 6 42.065° 変形立方体
25 243.812760299 0.001021305 0 0 14 11 0 0 68 44 1 39.610°
26 265.133326317 0.001919065 0 0 12 14 0 0 72 48 0 38.842°
27 287.302615033 0 0 0 12 15 0 0 75 50 0 39.940°
28 310.491542358 0 0 0 12 16 0 0 78 52 0 37.824°
29 334.634439920 0 0 0 12 17 0 0 81 54 0 36.391°
30 359.603945904 0 0 0 12 18 0 0 84 56 0 36.942°
31 385.530838063 0.003204712 0 0 12 19 0 0 87 58 0 36.373°
32 412.261274651 0 0 0 12 20 0 0 90 60 0 37.377°
33 440.204057448 0.004356481 0 0 15 17 1 0 92 60 1 33.700°
34 468.904853281 0 0 0 12 22 0 0 96 64 0 33.273°
35 498.569872491 0.000419208 0 0 12 23 0 0 99 66 0 33.100°
36 529.122408375 0 0 0 12 24 0 0 102 68 0 33.229°
37 560.618887731 0 0 0 12 25 0 0 105 70 0 32.332°
38 593.038503566 0 0 0 12 26 0 0 108 72 0 33.236°
39 626.389009017 0 0 0 12 27 0 0 111 74 0 32.053°
40 660.675278835 0 0 0 12 28 0 0 114 76 0 31.916°
41 695.916744342 0 0 0 12 29 0 0 117 78 0 31.528°
42 732.078107544 0 0 0 12 30 0 0 120 80 0 31.245°
43 769.190846459 0.000399668 0 0 12 31 0 0 123 82 0 30.867°
44 807.174263085 0 0 0 24 20 0 0 120 72 6 31.258°
45 846.188401061 0 0 0 12 33 0 0 129 86 0 30.207°
46 886.167113639 0 0 0 12 34 0 0 132 88 0 29.790°
47 927.059270680 0.002482914 0 0 14 33 0 0 134 88 1 28.787°
48 968.713455344 0 0 0 24 24 0 0 132 80 6 29.690°
49 1011.557182654 0.001529341 0 0 12 37 0 0 141 94 0 28.387°
50 1055.182314726 0 0 0 12 38 0 0 144 96 0 29.231°
51 1099.819290319 0 0 0 12 39 0 0 147 98 0 28.165°
52 1145.418964319 0.000457327 0 0 12 40 0 0 150 100 0 27.670°
53 1191.922290416 0.000278469 0 0 18 35 0 0 150 96 3 27.137°
54 1239.361474729 0.000137870 0 0 12 42 0 0 156 104 0 27.030°
55 1287.772720783 0.000391696 0 0 12 43 0 0 159 106 0 26.615°
56 1337.094945276 0 0 0 12 44 0 0 162 108 0 26.683°
57 1387.383229253 0 0 0 12 45 0 0 165 110 0 26.702°
58 1438.618250640 0 0 0 12 46 0 0 168 112 0 26.155°
59 1490.773335279 0.000154286 0 0 14 43 2 0 171 114 0 26.170°
60 1543.830400976 0 0 0 12 48 0 0 174 116 0 25.958°
61 1597.941830199 0.001091717 0 0 12 49 0 0 177 118 0 25.392°
62 1652.909409898 0 0 0 12 50 0 0 180 120 0 25.880°
63 1708.879681503 0 0 0 12 51 0 0 183 122 0 25.257°
64 1765.802577927 0 0 0 12 52 0 0 186 124 0 24.920°
65 1823.667960264 0.000399515 0 0 12 53 0 0 189 126 0 24.527°
66 1882.441525304 0.000776245 0 0 12 54 0 0 192 128 0 24.765°
67 1942.122700406 0 0 0 12 55 0 0 195 130 0 24.727°
68 2002.874701749 0 0 0 12 56 0 0 198 132 0 24.433°
69 2064.533483235 0 0 0 12 57 0 0 201 134 0 24.137°
70 2127.100901551 0 0 0 12 50 0 0 200 128 4 24.291°
71 2190.649906425 0.001256769 0 0 14 55 2 0 207 138 0 23.803°
72 2255.001190975 0 0 0 12 60 0 0 210 140 0 24.492°
73 2320.633883745 0.001572959 0 0 12 61 0 0 213 142 0 22.810°
74 2387.072981838 0.000641539 0 0 12 62 0 0 216 144 0 22.966°
75 2454.369689040 0 0 0 12 63 0 0 219 146 0 22.736°
76 2522.674871841 0.000943474 0 0 12 64 0 0 222 148 0 22.886°
77 2591.850152354 0 0 0 12 65 0 0 225 150 0 23.286°
78 2662.046474566 0 0 0 12 66 0 0 228 152 0 23.426°
79 2733.248357479 0.000702921 0 0 12 63 1 0 230 152 1 22.636°
80 2805.355875981 0 0 0 16 64 0 0 232 152 2 22.778°
81 2878.522829664 0.000194289 0 0 12 69 0 0 237 158 0 21.892°
82 2952.569675286 0 0 0 12 70 0 0 240 160 0 22.206°
83 3027.528488921 0.000339815 0 0 14 67 2 0 243 162 0 21.646°
84 3103.465124431 0.000401973 0 0 12 72 0 0 246 164 0 21.513°
85 3180.361442939 0.000416581 0 0 12 73 0 0 249 166 0 21.498°
86 3258.211605713 0.001378932 0 0 12 74 0 0 252 168 0 21.522°
87 3337.000750014 0.000754863 0 0 12 75 0 0 255 170 0 21.456°
88 3416.720196758 0 0 0 12 76 0 0 258 172 0 21.486°
89 3497.439018625 0.000070891 0 0 12 77 0 0 261 174 0 21.182°
90 3579.091222723 0 0 0 12 78 0 0 264 176 0 21.230°
91 3661.713699320 0.000033221 0 0 12 79 0 0 267 178 0 21.105°
92 3745.291636241 0 0 0 12 80 0 0 270 180 0 21.026°
93 3829.844338421 0.000213246 0 0 12 81 0 0 273 182 0 20.751°
94 3915.309269620 0 0 0 12 82 0 0 276 184 0 20.952°
95 4001.771675565 0.000116638 0 0 12 83 0 0 279 186 0 20.711°
96 4089.154010060 0.000036310 0 0 12 84 0 0 282 188 0 20.687°
97 4177.533599622 0.000096437 0 0 12 85 0 0 285 190 0 20.450°
98 4266.822464156 0.000112916 0 0 12 86 0 0 288 192 0 20.422°
99 4357.139163132 0.000156508 0 0 12 87 0 0 291 194 0 20.284°
100 4448.350634331 0 0 0 12 88 0 0 294 196 0 20.297°
101 4540.590051694 0 0 0 12 89 0 0 297 198 0 20.011°
102 4633.736565899 0 0 0 12 90 0 0 300 200 0 20.040°
103 4727.836616833 0.000201245 0 0 12 91 0 0 303 202 0 19.907°
104 4822.876522746 0 0 0 12 92 0 0 306 204 0 19.957°
105 4919.000637616 0 0 0 12 93 0 0 309 206 0 19.842°
106 5015.984595705 0 0 0 12 94 0 0 312 208 0 19.658°
107 5113.953547724 0.000064137 0 0 12 95 0 0 315 210 0 19.327°
108 5212.813507831 0.000432525 0 0 12 96 0 0 318 212 0 19.327°
109 5312.735079920 0.000647299 0 0 14 93 2 0 321 214 0 19.103°
110 5413.549294192 0 0 0 12 98 0 0 324 216 0 19.476°
111 5515.293214587 0 0 0 12 99 0 0 327 218 0 19.255°
112 5618.044882327 0 0 0 12 100 0 0 330 220 0 19.351°
113 5721.824978027 0 0 0 12 101 0 0 333 222 0 18.978°
114 5826.521572163 0.000149772 0 0 12 102 0 0 336 224 0 18.836°
115 5932.181285777 0.000049972 0 0 12 103 0 0 339 226 0 18.458°
116 6038.815593579 0.000259726 0 0 12 104 0 0 342 228 0 18.386°
117 6146.342446579 0.000127609 0 0 12 105 0 0 345 230 0 18.566°
118 6254.877027790 0.000332475 0 0 12 106 0 0 348 232 0 18.455°
119 6364.347317479 0.000685590 0 0 12 107 0 0 351 234 0 18.336°
120 6474.756324980 0.001373062 0 0 12 108 0 0 354 236 0 18.418°
121 6586.121949584 0.000838863 0 0 12 109 0 0 357 238 0 18.199°
122 6698.374499261 0 0 0 12 110 0 0 360 240 0 18.612°
123 6811.827228174 0.001939754 0 0 14 107 2 0 363 242 0 17.840°
124 6926.169974193 0 0 0 12 112 0 0 366 244 0 18.111°
125 7041.473264023 0.000088274 0 0 12 113 0 0 369 246 0 17.867°
126 7157.669224867 0 0 2 16 100 8 0 372 248 0 17.920°
127 7274.819504675 0 0 0 12 115 0 0 375 250 0 17.877°
128 7393.007443068 0.000054132 0 0 12 116 0 0 378 252 0 17.814°
129 7512.107319268 0.000030099 0 0 12 117 0 0 381 254 0 17.743°
130 7632.167378912 0.000025622 0 0 12 118 0 0 384 256 0 17.683°
131 7753.205166941 0.000305133 0 0 12 119 0 0 387 258 0 17.511°
132 7875.045342797 0 0 0 12 120 0 0 390 260 0 17.958°
133 7998.179212898 0.000591438 0 0 12 121 0 0 393 262 0 17.133°
134 8122.089721194 0.000470268 0 0 12 122 0 0 396 264 0 17.214°
135 8246.909486992 0 0 0 12 123 0 0 399 266 0 17.431°
136 8372.743302539 0 0 0 12 124 0 0 402 268 0 17.485°
137 8499.534494782 0 0 0 12 125 0 0 405 270 0 17.560°
138 8627.406389880 0.000473576 0 0 12 126 0 0 408 272 0 16.924°
139 8756.227056057 0.000404228 0 0 12 127 0 0 411 274 0 16.673°
140 8885.980609041 0.000630351 0 0 13 126 1 0 414 276 0 16.773°
141 9016.615349190 0.000376365 0 0 14 126 0 1 417 278 0 16.962°
142 9148.271579993 0.000550138 0 0 12 130 0 0 420 280 0 16.840°
143 9280.839851192 0.000255449 0 0 12 131 0 0 423 282 0 16.782°
144 9414.371794460 0 0 0 12 132 0 0 426 284 0 16.953°
145 9548.928837232 0.000094938 0 0 12 133 0 0 429 286 0 16.841°
146 9684.381825575 0 0 0 12 134 0 0 432 288 0 16.905°
147 9820.932378373 0.000636651 0 0 12 135 0 0 435 290 0 16.458°
148 9958.406004270 0.000203701 0 0 12 136 0 0 438 292 0 16.627°
149 10096.859907397 0.000638186 0 0 14 133 2 0 441 294 0 16.344°
150 10236.196436701 0 0 0 12 138 0 0 444 296 0 16.405°
151 10376.571469275 0.000153836 0 0 12 139 0 0 447 298 0 16.163°
152 10517.867592878 0 0 0 12 140 0 0 450 300 0 16.117°
153 10660.082748237 0 0 0 12 141 0 0 453 302 0 16.390°
154 10803.372421141 0.000735800 0 0 12 142 0 0 456 304 0 16.078°
155 10947.574692279 0.000603670 0 0 12 143 0 0 459 306 0 15.990°
156 11092.798311456 0.000508534 0 0 12 144 0 0 462 308 0 15.822°
157 11238.903041156 0.000357679 0 0 12 145 0 0 465 310 0 15.948°
158 11385.990186197 0.000921918 0 0 12 146 0 0 468 312 0 15.987°
159 11534.023960956 0.000381457 0 0 12 147 0 0 471 314 0 15.960°
160 11683.054805549 0 0 0 12 148 0 0 474 316 0 15.961°
161 11833.084739465 0.000056447 0 0 12 149 0 0 477 318 0 15.810°
162 11984.050335814 0 0 0 12 150 0 0 480 320 0 15.813°
163 12136.013053220 0.000120798 0 0 12 151 0 0 483 322 0 15.675°
164 12288.930105320 0 0 0 12 152 0 0 486 324 0 15.655°
165 12442.804451373 0.000091119 0 0 12 153 0 0 489 326 0 15.651°
166 12597.649071323 0 0 0 16 146 4 0 492 328 0 15.607°
167 12753.469429750 0.000097382 0 0 12 155 0 0 495 330 0 15.600°
168 12910.212672268 0 0 0 12 156 0 0 498 332 0 15.655°
169 13068.006451127 0.000068102 0 0 13 155 1 0 501 334 0 15.537°
170 13226.681078541 0 0 0 12 158 0 0 504 336 0 15.569°
171 13386.355930717 0 0 0 12 159 0 0 507 338 0 15.497°
172 13547.018108787 0.000547291 0 0 14 156 2 0 510 340 0 15.292°
173 13708.635243034 0.000286544 0 0 12 161 0 0 513 342 0 15.225°
174 13871.187092292 0 0 0 12 162 0 0 516 344 0 15.366°
175 14034.781306929 0.000026686 0 0 12 163 0 0 519 346 0 15.252°
176 14199.354775632 0.000283978 0 0 12 164 0 0 522 348 0 15.101°
177 14364.837545298 0 0 0 12 165 0 0 525 350 0 15.269°
178 14531.309552587 0 0 0 12 166 0 0 528 352 0 15.145°
179 14698.754594220 0.000125113 0 0 13 165 1 0 531 354 0 14.968°
180 14867.099927525 0 0 0 12 168 0 0 534 356 0 15.067°
181 15036.467239769 0.000304193 0 0 12 169 0 0 537 358 0 15.002°
182 15206.730610906 0 0 0 12 170 0 0 540 360 0 15.155°
183 15378.166571028 0.000467899 0 0 12 171 0 0 543 362 0 14.747°
184 15550.421450311 0 0 0 12 172 0 0 546 364 0 14.932°
185 15723.720074072 0.000389762 0 0 12 173 0 0 549 366 0 14.775°
186 15897.897437048 0.000389762 0 0 12 174 0 0 552 368 0 14.739°
187 16072.975186320 0 0 0 12 175 0 0 555 370 0 14.848°
188 16249.222678879 0 0 0 12 176 0 0 558 372 0 14.740°
189 16426.371938862 0.000020732 0 0 12 177 0 0 561 374 0 14.671°
190 16604.428338501 0.000586804 0 0 12 178 0 0 564 376 0 14.501°
191 16783.452219362 0.001129202 0 0 13 177 1 0 567 378 0 14.195°
192 16963.338386460 0 0 0 12 180 0 0 570 380 0 14.819°
193 17144.564740880 0.000985192 0 0 12 181 0 0 573 382 0 14.144°
194 17326.616136471 0.000322358 0 0 12 182 0 0 576 384 0 14.350°
195 17509.489303930 0 0 0 12 183 0 0 579 386 0 14.375°
196 17693.460548082 0.000315907 0 0 12 184 0 0 582 388 0 14.251°
197 17878.340162571 0 0 0 12 185 0 0 585 390 0 14.147°
198 18064.262177195 0.000011149 0 0 12 186 0 0 588 392 0 14.237°
199 18251.082495640 0.000534779 0 0 12 187 0 0 591 394 0 14.153°
200 18438.842717530 0 0 0 12 188 0 0 594 396 0 14.222°
201 18627.591226244 0.001048859 0 0 13 187 1 0 597 398 0 13.830°
202 18817.204718262 0 0 0 12 190 0 0 600 400 0 14.189°
203 19007.981204580 0.000600343 0 0 12 191 0 0 603 402 0 13.977°
204 19199.540775603 0 0 0 12 192 0 0 606 404 0 14.291°
212 20768.053085964 0 0 0 12 200 0 0 630 420 0 14.118°
214 21169.910410375 0 0 0 12 202 0 0 636 424 0 13.771°
216 21575.596377869 0 0 0 12 204 0 0 642 428 0 13.735°
217 21779.856080418 0 0 0 12 205 0 0 645 430 0 13.902°
232 24961.252318934 0 0 0 12 220 0 0 690 460 0 13.260°
255 30264.424251281 0 0 0 12 243 0 0 759 506 0 12.565°
256 30506.687515847 0 0 0 12 244 0 0 762 508 0 12.572°
257 30749.941417346 0 0 0 12 245 0 0 765 510 0 12.672°
272 34515.193292681 0 0 0 12 260 0 0 810 540 0 12.335°
282 37147.294418462 0 0 0 12 270 0 0 840 560 0 12.166°
292 39877.008012909 0 0 0 12 280 0 0 870 580 0 11.857°
306 43862.569780797 0 0 0 12 294 0 0 912 608 0 11.628°
312 45629.313804002 0.000306163 0 0 12 300 0 0 930 620 0 11.299°
315 46525.825643432 0 0 0 12 303 0 0 939 626 0 11.337°
317 47128.310344520 0 0 0 12 305 0 0 945 630 0 11.423°
318 47431.056020043 0 0 0 12 306 0 0 948 632 0 11.219°
334 52407.728127822 0 0 0 12 322 0 0 996 664 0 11.058°
348 56967.472454334 0 0 0 12 336 0 0 1038 692 0 10.721°
357 59999.922939598 0 0 0 12 345 0 0 1065 710 0 10.728°
358 60341.830924588 0 0 0 12 346 0 0 1068 712 0 10.647°
372 65230.027122557 0 0 0 12 360 0 0 1110 740 0 10.531°
382 68839.426839215 0 0 0 12 370 0 0 1140 760 0 10.379°
390 71797.035335953 0 0 0 12 378 0 0 1164 776 0 10.222°
392 72546.258370889 0 0 0 12 380 0 0 1170 780 0 10.278°
400 75582.448512213 0 0 0 12 388 0 0 1194 796 0 10.068°
402 76351.192432673 0 0 0 12 390 0 0 1200 800 0 10.099°
432 88353.709681956 0 0 0 24 396 12 0 1290 860 0 9.556°
448 95115.546986209 0 0 0 24 412 12 0 1338 892 0 9.322°
460 100351.763108673 0 0 0 24 424 12 0 1374 916 0 9.297°
468 103920.871715127 0 0 0 24 432 12 0 1398 932 0 9.120°
470 104822.886324279 0 0 0 24 434 12 0 1404 936 0 9.059°

脚注

  1. Thomson, Joseph John (March 1904). “On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure”. Philosophical Magazine. Series 6 7 (39): 237–265. doi:10.1080/14786440409463107. オリジナルの13 December 2013時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20131213172104/http://www.cond-mat.physik.uni-mainz.de/~oettel/ws10/thomson_PhilMag_7_237_1904.pdf.
  2. Smale, S. (1998). “Mathematical Problems for the Next Century”. Mathematical Intelligencer 20 (2): 7–15. doi:10.1007/bf03025291.
  3. Föppl, L. (1912). “Stabile Anordnungen von Elektronen im Atom”. J. Reine Angew. Math. (141): 251–301. http://eudml.org/doc/149380.
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  6. Andreev, N.N. (1996). “An extremal property of the icosahedron”. East J. Approximation 2 (4): 459–462. MR1426716, Zbl 0877.51021
  7. Landkof, N. S. Foundations of modern potential theory. Translated from the Russian by A. P. Doohovskoy. Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften, Band 180. Springer-Verlag, New York-Heidelberg, 1972. x+424 pp.
  8. Hardin, D. P.; Saff, E. B. Discretizing manifolds via minimum energy points. Notices Amer. Math. Soc. 51 (2004), no. 10, 1186–1194
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参考文献

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